淺談人工砂石料質量控制

黃　岳，李衛超，趙云鵬（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410007）

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淺談人工砂石料質量控制

黃岳，李衛超，趙云鵬（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410007）

目前，我國水電工程建設所使用的砂石料主要是人工砂石料，而人工砂石料的質量好壞直接會影響到混凝土壩的穩定與否。為此，在人工砂石料加工系統的工藝設計、建安施工以及生產運行期間，如何進行質量控制成為首要任務。本文旨在對上述各期間的質量控制進行簡單研究，通過工藝設計明確質量目標、通過建安施工奠定質量基礎、通過運行生產實現質量目標。

人工砂石料；工藝設計；建安施工；生產運行；質量控制

1　工藝設計明確質量目標

1.1設備選型

人工砂石系統的設計，首先要對料源的巖性和礦物成分有足夠的認識，巖石的礦物成份往往容易被忽略的一個問題，同一巖石由于礦物成分的不同，它的硬度、可碎性和磨蝕性就不同，在破碎設備的選型時尤其要注意巖石中Al、Fe、Si和Mg的氧化物的含量。譬如反擊式破碎機就比較適合破碎Al、Fe 和Si的氧化物的含量在15%以下的巖石 （Mg的氧化物含量在10%時相當于1%Si的氧化物含量）。并對破碎設備的破碎曲線進行分析和研究，針對不同的巖性適當的調整破碎曲線，選擇合理的處理量。

目前常用的破碎設備有旋回破碎機、顎式破碎機、圓錐破碎機、反擊式破碎機。旋回破碎機、顎式破碎機、圓錐破碎機適合于各種硬度巖石的破碎，旋回破碎機、顎式破碎機一般用于粗碎，小型機也可用于中碎，圓錐破碎機一般用于中、細碎。反擊式破碎適于破碎中硬巖石，常用作中細碎和制砂設備，破碎巖石也可用于粗碎，彭水鴨公溪砂石系統和構皮灘馬鞍山砂石系統料源為石灰巖，其粗碎均采用反擊式破碎機。

1.2破碎段位的確定

根據巖石的易碎性，系統可設兩段或三段破碎。

兩段破碎可大大的簡化工藝流程，對于較易破碎的巖石，可采用兩段破碎，這也是砂石系統發展的趨勢。兩段破碎流程的第二段破碎一般采用破碎比大的反擊式破碎機，設備配置情況見表1。

表1　兩段破碎設備配置表

爛泥溝砂石系統為旋回破碎機+反擊式破碎，光照小河砂石系統為顎式破碎機+反擊式破碎，彭水鴨公溪和光照基地砂石系統為反擊式破碎+反擊式破碎。這四個系統是對于較易破碎巖石采用兩段破碎的成功實例。

對于較難破碎的巖石，一般采用三段破碎，才能達到級配的平衡，設備配置情況見表2。

表2　三段破碎設備配置表

五強溪砂石系統料源為石英巖，粗碎采用旋回破碎機，中碎采用標準圓錐破碎機，細碎采用短頭圓錐破碎機。下岸溪砂石系統料源為花崗巖，粗碎采用國產和進口旋回破碎機，中碎采用進口粗腔型圓錐破碎機，細碎采用進口細腔型圓錐破碎機。這兩個系統是對于較難破碎巖石采用三段破碎的成功實例。

1.3制砂設備的確定

常用的制砂設備有棒磨機、旋盤式制砂機、立軸式沖擊破碎機和反擊式破碎機等，棒磨機是傳統的制砂設備，設備可靠、產品粒度均勻、級配有規律性、質量穩定、粒形好、粉末少、軟硬巖石均適用，但鋼耗能耗大，成本高，且處理量小，如烏江度、漫灣、大朝山、五強溪和水布埡人工砂石系統均采用棒磨機制砂；旋盤式制砂機逐漸被立軸式沖擊破碎機所替代，立軸破制砂效率高，鋼耗能耗底，是一種較好的制砂設備，立軸式沖擊破碎機有石打石和石打鐵兩種類型，石打石型適合于各種硬度巖石的破碎，石打鐵型適合于較軟巖石的破碎。構皮灘馬鞍山砂石系統就采用VI400制砂，三峽下岸溪、貴州爛泥溝、彭水鴨公溪、光照小河和在建的小灣孔雀溝、光照基地砂石系統采用立軸式沖擊破碎機和棒磨機聯合制砂工藝；反擊式破碎機制砂應用的較少，從構皮灘爛泥溝砂石系統二破車間采用S300反擊式破碎機的實驗結果來看，成砂率可達40%以上，采用反擊式破碎機制砂也可進行嘗試。

1.4工藝流程計算

流程計算按四級配：三級配：二級配=1：0.445：0.288比例綜合后的級配進行計算，150～80mm成品率取0.9，其他三種料取0.85，成品砂成品率0.65；并按三級配進行車間處理量校核。破碎機選擇一破為旋回破碎機，中碎為進口反擊破碎機，沖擊制砂機選擇石打鐵型，棒磨機選擇國內廣泛使用的MBZ 2136型；破碎機的產品粒度組成均選擇國內工程實測數據。

2　施工建安奠定質量基礎

2.1質量保證體系

施工建安期的質量管理體系與運行生產期大同小異，該部分內容在后續運行生產期作詳細闡述，在此不做贅述。

2.2原材料、設備質量

原材料、設備質量是施工建安質量控制的基礎。每一批原材料、設備的供應單位必須具有相應的資質。每一批原材料、設備進場必須具有出廠合格證、質量合格證，并委托具有資質的試驗機構進行抽檢，保證砂石系統生產線原材料、設備滿足要求。

2.3施工質量

施工質量是施工建安質量控制的核心。砂石系統施工質量過程中必須嚴格落實三檢制，逐級驗收，驗收不通過立即整改并返回上一級重新驗收，直至施工質量通過驗收，滿足要求。重要部位如棒磨機基礎施工必須全稱有質控人員旁站，隱蔽工程如鋼筋工程必須經過驗收才能進入下一道工序施工，保證砂石生產線施工質量滿足要求。

3　運行生產實現質量目標

3.1質量保證體系

質量保證體系是運行生產質量控制的神經中樞，是后續各種質量質控措施的立足依據，起到總綱領、總指揮的作用。

實行質量管理責任制，明確每個崗位的質量管理職責，每個崗位都必須履行各自的質量管理責任。項目經理為質量管理第一責任人；總工程師負責領導質量工作，推廣新技術、新工藝，提高工程質量；施工管理部、技術部、設備物資部等部門在各自的業務范圍內積極解決工程的生產、技術、物資等方面的要求，做好服務工作，保證工程質量，促進生產任務順利完成；施工員、班組長和工人由經驗豐富的人員組成，負責嚴格按質量標準和質量要求組織生產。

嚴格實行“三檢制”，在砂石料生產過程中，嚴格落實“三檢制”，將質量控制責任具體到各班組。生產班組負責對產品進行自查和初檢，確保本班組生產的產品質量在要求的范圍之內，工區值班主任對當班生產過程中的質量負責協調和復檢，確保每一個工段生產的產品各項質量參數均滿足控制要求。質檢部下設的試驗室負責對所有產品生產質量的監控和終檢，對產品質量全面負責。

成立了質量管理委員會，對質量管理體系的執行和貫徹情況進行檢查和督導，對已實行的質量管理體系進行評價，對質量管理體系中出現的偏差及時糾偏，保證質量管理體系健康穩定運行。

3.2工藝性試驗

工藝性試驗是運行生產質量控制的靈魂，是砂石料運行生產的先行者，對整個運行生產起到指導、參考的作用。

工藝性試驗的每一項數據都具有非常重要的實際指導意義，從總體上可以評價連續生產情況下砂石系統聯動性能是否良好，運行性能是否正常，生產能力是否達到要求，成品指標是否滿足規范；從細節上可以判斷各破碎車間、篩分車間進出料級配、產量等重要參數，對正常生產中的過程控制起到參考指導作用，并對生產工藝的改進提升起到推進作用。

3.3關鍵環節重點控制

關鍵環節重點控制是運行生產質量控制的動脈血管，一旦關鍵環節出現問題，就如動脈血管阻塞一樣，整個砂石生產線都將受到影響甚至癱瘓。

毛料回采是首要工作，應根據現場實際情況以解決好道路布置為原則，選擇合理的位置打開下一層新的工作面。根據采石場情況，在毛料開采的不同階段分為弱上區、弱下區和微新區三個區域。在保證毛料開采總量的情況下，要求毛料粒徑不大于700mm，并且隨著大壩混凝土澆筑進度，特大石的需求量逐漸減少甚至取消，開采的毛料粒徑還可減小。

成品料倉是砂石系統的最后一環，也是至關重要的一環。設計、施工及運行中要重點考慮入倉跌落造成的二次破碎對成品砂石料級配的影響，及由于錐形堆存造成的成品砂石料粒徑分配不均，料堆中部粒徑偏小，而料堆邊緣粒徑偏大。對此，應根據現場試驗，設置合理的緩降措施及放料弧門搭配。

3.4試驗檢測

試驗檢測是運行生產質量控制的檢疫免疫系統，完善的試驗檢測制度能夠及時發現砂石生產線中存在的問題，并予以及時糾正，保障砂石生產線的穩定運行。

試驗檢測由具有資質的試驗室進行抽樣檢驗，抽樣檢驗分為生產過程檢驗和成品檢驗兩部分。生產過程檢驗主要控制車間所產砂的質量指標，為人工骨料生產質量控制提供依據；成品檢驗主要控制成品骨料入倉前的質量指標，為用戶提供產品質量保證。

除上述抽樣檢測之外，砂石料生產過程還采取定時巡查的方式進行質量控制。由各工區有經驗的質控人員定時巡查，對篩分樓、中細碎車間、超細碎車間和棒磨機制砂車間等主要環節的產品質量狀況進行巡查，發現問題及時與生產運行操作人員取得聯系，予以調整并作好值班記錄。

3.5風險識別與控制

毛料回采過程中的超徑石對粗碎車間設備的危害較大，在生產過程中應建立嚴厲的處罰制度，對超徑石進入粗碎車間予以重處，減少由此造成的設備損壞及停產損失。

運行生產過程中的突然斷電對各車間設備危害極大，會造成帶有重荷的設備電機損壞，而砂石料生產線往往不能夠重載啟動，所以由于突然斷電，生產線上的中間骨料較難處理，且會污染成品料質量。

運行生產過程中工藝流程穩定是砂石系統正常運行的關鍵，然而在實際運行中會出現某一骨料需求量大而需要閉路循環的情況，這往往會導致其他骨料的產量和質量受到影響，并會增加運行成本。

3.6新思路

大型水利工程中，砂料的生產歷來受到重視，研究新的制砂工藝，采用先進的制砂設備，可大大提高人工砂生產工藝的可靠性，保證產品質量，節約工程投資。

對大型水利工程，特別是混凝土量大、強度高的工程，混凝土骨料加工規模龐大，人工砂的生產宜與粗骨料生產分開，以利于系統生產運行管理，穩定均衡人工砂的生產。

人工砂獨立生產，可實現自動控制，減少生產管理人員的配置，產品質量實現實時監控，對不同的成品要求實現隨機調整。

人工砂生產規模不超過200t/h和人工料場開采石料質量容易控制時，建議可考慮干法生產，不但可節約項目總投資，環保要求也容易滿足。

4　結語

通過上述闡述，隨著國內外數十個水利工程的磨練積淀，人工砂石料的質量控制也已逐漸成熟。面對日益萎縮的水電市場，人工砂石料轉型建材板塊已勢在必行，而面對新的領域，人工砂石料質量控制有著豐厚的底蘊，也面臨著巨大的挑戰。

黃 岳（1972-），男，湖南常德人，主要從事水電工程施工技術及項目管理工作。李衛超（1980-），男，河南安陽人，主要從事水電工程施工技術及項目管理工作。趙云鵬（1989-），男，內蒙古人，主要從事水電工程施工技術及項目管理工作。

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2095-2066（2016）16-0019-02

2016-5-17